Tuulimyllyjen generaattorien laakeroinnin sähköiset vauriot

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Haminan Mäkelänkankaan tuulivoimapuiston omistajan, Suomen Voima Oy:n tehtävänannosta. Työn tarkoituksena oli tutkia generaattorilaakerien toistuvien vaurioitumisien juurisyy, sekä sen pohjalta parantavat toimenpiteet joilla laakerien kestoikää saadaan paremmaksi.

Työn teoriaosuudessa on käsitelty vuotovirtailmiötä sekä sen mahdollisia syntymekanismeja. Värähtelydataa on kerätty vuodesta 2012, minkä perusteella laakerien vaurioitumisen eteneminen on saatu hyvin ennustettavaksi kyseisillä generaattoreilla. Työssä käytetyt mittalaitteet ja ohjelmat on esitelty teoriaosuudessa.

Työn analysointiosuus perustuu tehtyihin mittauksiin, joissa otettiin huomioon kyseiselle generaattorityypille havaitut vaurion etenemisen muodot. Tehtyjen analysointien ja havaintojen perusteella suositeltiin siirtymistä hybridilaakereiden, eli keraamisilla kuulilla varustettujen laakereiden käyttöön. Työn alussa generaattoreihin oli asennettu sisäkehältään eristetyt laakerit, joiden kestoikä vaihteli 3–4 vuotta. Kokeilussa oli myös kokonaan eristämätön laakeri, jonka kestoikä oli ainoastaan 4 kuukautta.

Tehtyjen havaintojen ja värähtelyanalysointien perusteella voidaan suositella tuulimyllyjen generaattorien laakerointeihin käytettäväksi ainoastaan hybridilaakereita, jotta saavutetaan haluttu kestoikä. Hybridilaakerit ovat sähkönkulun kannalta paras ratkaisu laakerivirtaongelmiin niiden eristävyyden takia, koska metalli–metalli–kontaktia ei pääse syntymään. Hybridilaakerin kalliimpi ostohinta saadaan kustannusten puolelta katettua, jo yhdenkin laakerin vaihdon kustannuksilla. Hybridilaakerien menekin takia niiden hinta on pudonnut jo lähes eristetyn laakerin kustannustasolle, joten edes uusioasennuksissa ei kannata enää käyttää tavallisia, tai kehältään eristettyjä laakereita.